Antecedentes e desafios

Um dos principais desafios com baterias é sua incapacidade de se comunicar diretamente com os usuários. Não é possível determinar o estado de carga (SoC) ou estado de saúde (SoH) da bateria a partir de seus atributos físicos, como peso, cor ou tamanho. Há vários tipos diferentes de baterias "inteligentes" no mercado, com vários graus de complexidade e custo. As baterias inteligentes mais básicas podem incluir apenas um chip que configura o carregador para o algoritmo de carregamento apropriado.

O que, então, constitui uma bateria que pode ser definida como "inteligente"? Não há consenso entre organizações e fabricantes sobre a definição de uma "bateria inteligente". Na visão do fórum SBS, uma bateria inteligente deve ser capaz de fornecer leituras SoC. Hoje, os fabricantes oferecem uma variedade de chips, incluindo sistemas de fio único, soluções de dois fios e opções de System Management Bus (SMBus).

O sistema de fio único facilita a comunicação de dados por meio de um único fio, em conjunto com os terminais positivo e negativo da bateria. Além disso, o fio de dados único carrega informações do relógio. Para garantir a segurança, muitos fabricantes incluem um fio adicional para detecção de temperatura. O sistema armazena o código da bateria e rastreia indicadores-chave de desempenho, como temperatura, voltagem, corrente e estado de carga (SoC). O sistema de fio único é amplamente adotado em rádios bidirecionais de ponta, filmadoras e dispositivos portáteis devido ao seu baixo custo. No entanto, esses sistemas geralmente não têm um fator de forma padronizado e não oferecem suporte a medições uniformes de estado de saúde (SoH), o que apresenta desafios para a compatibilidade universal do carregador.

O SMBus é o sistema de comunicação mais abrangente atualmente disponível no mercado. É o resultado de um esforço concentrado da indústria eletrônica para estabelecer um protocolo e conjunto de dados unificados. O Duracell/Intel SBS, que foi padronizado em 1993, apresenta uma interface de dois fios com linhas distintas para dados e sinais de clock. Este sistema permite a medição padronizada do estado de carga (SoC) e estado de saúde (SoH). O objetivo principal da bateria SMBus é transferir o controle de carga do carregador para a própria bateria. Em uma configuração SMBus verdadeira, a bateria serve como o dispositivo mestre, enquanto o carregador funciona como um escravo que deve aderir aos comandos da bateria.

A bateria "inteligente" tem várias desvantagens notáveis, particularmente em termos de custo. Uma bateria SMBus normalmente custa cerca de 25% a mais do que seu equivalente "burro". Além disso, a inclusão de uma bateria inteligente adiciona complexidade ao design do carregador, já que a maioria dos carregadores para baterias inteligentes são híbridos e também podem acomodar baterias não inteligentes. Outro problema potencial com a bateria SMBus é a possibilidade de não conformidade. Em contraste com padrões mais estritamente regulamentados, o protocolo SMBus permite certas variações, o que pode resultar em problemas de compatibilidade com carregadores existentes. Portanto, é essencial verificar a compatibilidade de uma bateria SMBus antes do uso.

Solução

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